JP2015199419A - On-vehicle electronic control device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車載用電子制御装置に関し、特に、これを構成する各ユニットの小型化に関するものである。 The present invention relates to an on-vehicle electronic control device, and more particularly to miniaturization of each unit constituting the same.
例えば、特開平01−164644号公報(特許文献1)は、複数の制御機能を集約させた統合コントロールユニットと、通信速度の異なる複数の信号を通信可能とさせるI/Oユニットとによって自動車用ネットワークシステムが形成されている。 For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 01-164644 (Patent Document 1) discloses an automobile network that includes an integrated control unit that integrates a plurality of control functions and an I / O unit that enables communication of a plurality of signals having different communication speeds. A system is formed.
しかしながら、特許文献1の技術によれば、I/Oユニット(中継専用ユニット)は、通信速度の遅い信号と速い信号とを集約的に処理させるので、かかる複数種類の信号を処理させるよう回路構成が複雑化する。これによれば、I/Oユニットの複雑化に伴い、ユニットの大型化を招いてしまう。また、I/Oユニットを一元的に集約させてしまうと、制御対象(車載負荷)への配線の配索が複雑化し、I/Oユニットから出力されたアナログ信号が毀損してしまうとの問題が生じる。
However, according to the technique of
本発明は上記課題に鑑み、車載負荷と中継専用ユニットとの間の信号線配索を簡素化させつつ、中継専用ユニットの小型化をも実現させる車載用電子制御装置の提供を目的とする。 In view of the above problems, an object of the present invention is to provide an in-vehicle electronic control device that simplifies signal line routing between an in-vehicle load and a relay-dedicated unit and also realizes downsizing of the relay-dedicated unit.
上記課題を解決するため、本発明では次のような車載用電子制御装置の構成とする。即ち、複数の車載負荷に対応して設けられ入力信号を中継する専用器として各々が機能する複数の中継専用ユニットと、前記複数の中継専用ユニットの各々へ個別に与える制御信号をデジタル信号として作成し当該制御信号を前記中継専用ユニットの入力信号として供給する制御信号生成ユニットとを備え、
前記制御信号生成ユニットは、前記制御信号のうち異なるユニットへ与える二以上の制御信号を一元的に作成することとする。
In order to solve the above-described problems, the present invention has the following configuration of an on-vehicle electronic control device. In other words, a plurality of dedicated relay units each functioning as a dedicated device for relaying input signals provided corresponding to a plurality of in-vehicle loads, and a control signal individually given to each of the plurality of dedicated relay units are created as digital signals And a control signal generation unit that supplies the control signal as an input signal of the relay-dedicated unit,
The control signal generation unit generates two or more control signals to be given to different units among the control signals.
好ましくは、前記中継専用ユニットはDA変換機能部を具備するものであって、当該DA変換機能部は前記制御信号をデジタル信号からアナログ信号へ変換して前記車載負荷へ供給することとする。 Preferably, the relay dedicated unit includes a DA conversion function unit, and the DA conversion function unit converts the control signal from a digital signal to an analog signal and supplies the converted signal to the in-vehicle load.
好ましくは、前記中継専用ユニットはAD変換機能部を具備するものであって、当該AD変換機能部は前記車載負荷のセンサ信号をアナログ信号からデジタル信号へ変換して前記制御信号生成ユニットへ出力することとする。 Preferably, the relay dedicated unit includes an AD conversion function unit, and the AD conversion function unit converts the sensor signal of the in-vehicle load from an analog signal to a digital signal and outputs the signal to the control signal generation unit. I will do it.
好ましくは、前記DA変換機能部及び前記AD変換機能部は、双方が一のユニットによって構成されることとする。 Preferably, both the DA conversion function unit and the AD conversion function unit are configured by one unit.
好ましくは、前記DA変換機能部及び前記AD変換機能部は、双方が一のデバイスによって構成されることとする。 Preferably, both the DA conversion function unit and the AD conversion function unit are configured by one device.
好ましくは、前記中継専用ユニットは、プログラマブルロジックデバイスによって構築されることとする。 Preferably, the relay dedicated unit is constructed by a programmable logic device.
好ましくは、前記AD変換機能部は、前記複数の車載負荷の各々から与えられた2以上のセンサ信号が入力信号として与えられ、当該2以上のセンサ信号をデジタル信号へ変換させることとする。 Preferably, the AD conversion function unit receives two or more sensor signals given from each of the plurality of in-vehicle loads as input signals, and converts the two or more sensor signals into digital signals.
好ましくは、前記中継専用ユニットは、前記DA変換機能部が搭載されずに前記AD変換機能部が搭載されていることとする。 Preferably, the relay-dedicated unit is not equipped with the DA conversion function unit but is equipped with the AD conversion function unit.
本発明に係る車載用電子制御装置によると、車載負荷に対応して個別に中継専用ユニットが設けられるので、ユニットの回路構成及び接続端子がこれに応じて簡素化・部品削減され、極めて小型なユニットの提供が可能となる。また、かかる中継専用ユニットは、その小型化された形態である故、車載負荷に近接させて各々配置させることが可能となり、信号線の配索距離を大幅に短縮させることに寄与する。 According to the on-vehicle electronic control device according to the present invention, since the relay dedicated unit is individually provided corresponding to the on-vehicle load, the circuit configuration and connection terminal of the unit are simplified and the number of parts is reduced accordingly, and the size is extremely small. Units can be provided. Further, since the relay dedicated unit is in a downsized form, it can be arranged close to the on-vehicle load, which contributes to a significant reduction in the signal line routing distance.
以下、本発明に係る実施の形態につき図面を参照して具体的に説明する。図1は、本実施の形態に係る車載用電子制御装置の構成が示されている。図示の如く、車載用電子制御装置100は、制御信号生成ユニット110と中継専用ユニット群120とから構成される。中継専用ユニット群120は、複数の中継専用ユニット121〜124から構成される。これら複数の中継専用ユニット121〜124は、各々が車載負荷21〜24に対応して設けられている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 shows a configuration of an in-vehicle electronic control device according to the present embodiment. As shown in the figure, the on-vehicle
本実施の形態では、一個の信号生成ユニット110が設けられている。当該信号生成ユニット110は、定電圧回路111,CANトランシーバ112,マイクロコンピュータ113,I/O回路115,コネクタ116等が筐体内に格納されている。
In the present embodiment, one
このうち、マイクロコンピュータ113は、CPU,メモリ回路,クロック回路等を具備し、多機能の演算回路として機能する。かかるマイクロコンピュータ113は、適宜のプログラム及び数値的データによって機能構築され、制御プログラムのシーケンス順に所望の演算処理を実施させ、処理結果を順次算出していく。
Among these, the
マイクロコンピュータ113は、センサ信号(デジタル信号の状態)に基づいて制御信号(デジタル信号の状態)を生成出力する。当該制御信号は、複数の中継専用ユニット121〜123の各々へ個別に送信される信号である。従って、この制御信号の各々は、中継専用ユニット121〜123の入力信号となるものである。即ち、本実施の形態に係るマイクロコンピュータ113は、各中継専用ユニット121〜123へ制御信号を供給するため、その制御信号の各々を演算処理する機能部が構築されている。この制御信号は、例えば、トランスミッションの制御信号,EPS(Electric Power Steering)の制御信号,ライト又はドアロック等を制御するBCM(Body Control Module)の制御信号等が挙げられる。このように、マイクロコンピュータ113は、異なる中継専用ユニットへ与える複数(二以上)の制御信号を一元的に作成する回路である。
The
また、マイクロコンピュータ113は、CANプロトコルコントローラ114が内部に構築されており、通信調停,データのエラーチェックを行っている。マイクロコンピュータ113は、CAN通信ラインL1を介して伝達された自動車の情報信号を取得し、この情報に基づいて上述した制御信号を演算する。
The
I/O回路115は、当該ユニットのデジタルインターフェースであって、デジタル信号を外部へ出力させ,又は,デジタル信号を内部へ取り込む機能を担う。I/O回路115は、I/Oポート毎にポートアドレスが付与されており、これが制御されることで、制御信号が所望の中継専用ユニットへ出力されることになる。かかるI/O回路115は、マイクロコンピュータ113に内蔵されていても良い。
The I /
これら要素回路の各々は、定電圧回路111で生成された電源によって駆動される。これらの要素回路へ与えられた電源電流は、グランドラインを介してアース電位に流れることとなる。
Each of these element circuits is driven by a power source generated by the
コネクタ116は、電源端子t1,信号端子t2,及び,アース端子t3が配備され、電源端子t1には電源電圧が印加され、信号端子t2では制御信号・センサ信号の出力又は入力が行われ、アース端子t3はグランド電位と同電位となるよう配線されている。尚、信号端子t2は、実際には、制御信号の種類,センサ信号の種類に応じて端子の数が設定される。
The
中継配線L2は、電源ライン,信号ライン,及び,アースラインを一の束として複数に分枝する。即ち、中継配線L2は、制御信号生成ユニット110と中継専用ユニット120との間を接続するものであって、一方では一の制御信号生成ユニット110に接続され、他方では中継専用ユニット120の各々に接続される。即ち、中継専用ユニット120の各々は、其の中継配線L2によって電源電力及び信号の供給が行われる。これによれば、中継専用ユニット120は、自身に電源回路を設けることなく電力を享受することが可能となり、その各ユニットの回路構成が簡素化される。
The relay line L2 branches into a plurality of power lines, signal lines, and earth lines as one bundle. That is, the relay wiring L2 connects between the control
中継専用ユニット121〜124は、入力信号として与えられた信号を中継する専用器として、それぞれのユニットが機能する。このうち、中継専用ユニット121は、トランスミッションの駆動装置なる車載負荷に対応して設けられる。中継専用ユニット121は、EPS(Electric Power Steering)なる車載負荷に対応して設けられる。中継専用ユニット123は、BCM(Body Control Module)なる車載負荷に対応して設けられる。中継専用ユニット124は、センサ信号専用のユニットとして複数の車載負荷からセンサ信号が集約的に送られる装置である。
Each of the relay
これらの中継専用ユニット121〜124とこれに対応する車載負荷21〜24は、各々が個別の信号ラインL3を介して接続される。尚、この信号ラインL3は、制御信号(アナログ信号)を伝送させるラインである。信号ラインL3は、これを短くすることで配線インピーダンスが低減され、アナログ信号の毀損を回避させることとなる。
These relay
図2に示す如く、中継専用ユニット121〜124は、コネクタ121aと、これに適宜に配線されたデバイス210が構成されている。特に、このデバイス210は、マイクロコンピュータといった演算処理を実施させるものでなく、単に、デジタル信号をアナログ信号へ変換させるに特化したものである。これによれば、演算に纏わる不要な回路を排除できるので、中継専用ユニットの構成を簡素化できる。また、このように構成が簡素化されるので、当該ユニットを小型化させることも可能となる。また、中継専用ユニットの小型化に伴い、当該ユニットのレイアウト上の自由度が向上する。これによれば、車載負荷の適宜の隙間部へ中継専用ユニットを配置できるので、アナログ信号の配線L3を各々短縮化させることが可能となる。
As shown in FIG. 2, each of the relay dedicated
本実施の形態に係る車載用電子制御装置100によると、車載負荷に対応して個別に中継専用ユニットが設けられるので、ユニットの回路構成及び接続端子がこれに応じて簡素化・部品削減され、極めて小型なユニットの提供が可能となる。また、かかる中継専用ユニットは、その小型化された形態である故、車載負荷に近接させて各々配置させることが可能となり、信号線の配索距離を大幅に短縮させることに寄与する。
According to the on-vehicle
また、本実施の形態に係る中継専用ユニットは、車載負荷毎に個別に設けられるので、異なる通信速度で制御させる複雑な回路構成は採用されない。この理由からも、各ユニットの回路構成が簡素化される旨を理解できよう。 In addition, since the relay dedicated unit according to the present embodiment is individually provided for each on-vehicle load, a complicated circuit configuration that is controlled at different communication speeds is not employed. For this reason, it will be understood that the circuit configuration of each unit is simplified.
尚、中継専用ユニットには、信号電圧を車載負荷に合わせる為のドライブ回路が設けられても良い。かかる場合にあっても、中継専用ユニットは、ドライブ回路の実施形態の範囲において当該ユニットの小型化に寄与する。これによれば、制御信号生成ユニットは、制御信号の演算に係る回路構成を除き不要な構成が排除され、其のユニットの小型化が促進されることとなる。 The relay dedicated unit may be provided with a drive circuit for adjusting the signal voltage to the vehicle load. Even in such a case, the relay-dedicated unit contributes to the miniaturization of the unit within the scope of the embodiment of the drive circuit. According to this, the control signal generation unit excludes the unnecessary configuration except for the circuit configuration related to the calculation of the control signal, and the miniaturization of the unit is promoted.
図2(a)は、トランスミッションの自動制御装置に接続された中継専用ユニット121が示されている。当該中継専用ユニット121は、ミッション用モータの駆動信号が制御信号S1として出力され、ミッションポジションを示す信号がセンサ信号として入力される。中継専用ユニット121に設けられるデバイス210は、制御信号をデジタル信号からアナログ信号へ変換して外部へ出力する機能部(DA変換機能部)と、センサ信号をアナログ信号からデジタル信号へ変換して制御信号生成ユニットへ出力する機能部(AD変換機能部)とが共に構築される。図2(a)によれば、一の車載負荷で必要となる中継専用ユニットを一のデバイスに集約させることができる。
FIG. 2A shows the relay dedicated
図2(b)は、EPSに対応する中継専用ユニット122が示されている。当該中継専用ユニット122は、トルクアシストモータの駆動信号が制御信号S1として出力される。一方、図示されない別途独立した中継専用ユニットでは、トルク信号がセンサ信号として入力され、これを制御信号生成ユニットへ中継させる。EPSは、トルク信号の出力端子とアシストモータのハウジングとが離れて設けられることがある。このため、DA変換機能部のみを搭載させたユニットと、AD変換機能部のみを搭載させたユニットとに敢えて分けることで、アナログ信号の配線距離を短縮化させるに有利となる。
FIG. 2B shows a relay
尚、図2(c)は、異なる複数の車載負荷22〜23から一の中継専用ユニットへセンサ信号が与えられる様子、即ち、各車載負荷から一の中継専用ユニットへ複数の入力信号が与えられる例を示している。この場合の中継専用ユニットは、各々の信号を個別にデジタル信号へ変換し、これを制御信号生成ユニットへ出力している。この例は、車載負荷が複数存在し、センサ信号の出力端子が比較的接近している場合に有用である。この場合、中継専用ユニットにAD変換機能部のみを搭載させるとすれば、センサ信号の検出にとって最も都合の良い所へ中継専用ユニットを配置させることができる。また、これにDA変換機能部をも搭載すれば、其の態様は、一のデバイスに複数のDA変換機能を集約させることになり、ユニット数の削減にも貢献することとなる。 FIG. 2 (c) shows a state in which sensor signals are given to one relay dedicated unit from a plurality of different on-vehicle loads 22 to 23, that is, a plurality of input signals are given to one relay dedicated unit from each on-board load. An example is shown. In this case, the relay dedicated unit individually converts each signal into a digital signal and outputs the digital signal to the control signal generation unit. This example is useful when there are a plurality of in-vehicle loads and sensor signal output terminals are relatively close to each other. In this case, if only the AD conversion function unit is mounted on the relay dedicated unit, the relay dedicated unit can be arranged at the most convenient place for the detection of the sensor signal. Further, if a DA conversion function unit is also mounted on this, the aspect consolidates a plurality of DA conversion functions in one device, which contributes to a reduction in the number of units.
更に、本実施の形態では、信号の変換デバイスとしてプログラマブルロジックデバイスが用いられる。プログラマブルロジックデバイス(Programable Logic Device)は、完成した基板の論理構造を変更することができるLSIであって、メモリセルの集積回路をベースとして形成されたデバイスである。当該プログラマブルロジックデバイスには、PLA(Programable Logic Array),PAL(Programable Array Logic),FPGA(Field Programable Gate Array)等がこれに属する。 Furthermore, in this embodiment, a programmable logic device is used as a signal conversion device. A programmable logic device is an LSI that can change the logic structure of a completed substrate, and is a device formed based on an integrated circuit of memory cells. The programmable logic device includes PLA (Programmable Logic Array), PAL (Programmable Array Logic), FPGA (Field Programmable Gate Array), and the like.
図2に示す如く、ロジックデバイス210は、I/Oブロック211〜212,デジタルクロックマネージャー(図示なし),ロジックブロック213等が基板上に構成されている。当該デバイス210には、内部データラインLs,外部データラインL3x,L3y等が設けられている。
As shown in FIG. 2, the
デジタルクロックマネージャーは、クロック信号をデバイスの全体に提供し、この機能により、「Phase Lock Loop Control」を実現させる。即ち、デバイス内に機能構築される各回路部は、このクロック信号によって一律制御され、同期的な信号処理が実施されることとなる。 The digital clock manager provides a clock signal to the entire device, and this function realizes “Phase Lock Loop Control”. That is, each circuit unit whose function is constructed in the device is uniformly controlled by this clock signal, and synchronous signal processing is performed.
I/Oブロック211〜212は、LVDS,LVCMOS、この他、様々なインターフェース機能(I/Oエレメント)が配備されている。このように、I/Oブロックは、インターフェース機能部を制御することにより、或る信号をロジックデバイス210の内部へ取り込む機能を担い、また、他の或る信号をロジックデバイス210の外部へ出力させる機能を担う。このように、プログラマブルロジックデバイスには、通信上の回路構成が元々備わっており、回路構成を簡素化させる上で有利となる。
The I / O blocks 211 to 212 are provided with various interface functions (I / O elements) in addition to LVDS and LVCMOS. As described above, the I / O block controls the interface function unit, thereby taking a function of taking a certain signal into the
ロジックブロック213は、複数のエレメントが集積されたものである。そして、このエレメントには、ルックアップテーブル,マルチプレクサ,及び,レジスタが構成されており、これらがインターコネクトによって互いに接続されている。このロジックブロックでは、インターコネクトに配備されたスイッチ機構を制御することで、其の接続経路が自由に変更され得る(プログラマブル機能)。FPGAの場合、信号変換に係る機能構築は、コンフィギュレートロム(図示なし)によって容易に行われる。
The
このように、本実施の形態に係る機能をプログラマブルロジックデバイスにて構築させることは、AD変換機能部,DA変換機能部,I/O機能部等を簡素な構成で実現させることになる。従って、これによって成る中継専用ユニットは、装置の小型化に資する形態であることが十分に理解されよう。 As described above, building the functions according to the present embodiment with a programmable logic device realizes an AD conversion function unit, a DA conversion function unit, an I / O function unit, and the like with a simple configuration. Therefore, it will be fully understood that the relay-dedicated unit formed thereby contributes to the miniaturization of the apparatus.
100 車載用電子制御装置, 110 制御信号生成ユニット, 120 中継専用ユニット群, 121〜124 中継専用ユニット。 100 vehicle-mounted electronic control unit, 110 control signal generation unit, 120 relay dedicated unit group, 121-124 relay dedicated unit.
Claims (8)
前記制御信号生成ユニットは、前記制御信号のうち異なるユニットへ与える二以上の制御信号を一元的に作成する、ことを特徴とする車載用電子制御装置。 A plurality of dedicated relay units each functioning as a dedicated device for relaying input signals provided corresponding to a plurality of in-vehicle loads, and a control signal individually given to each of the plurality of dedicated relay units are created as digital signals A control signal generating unit that supplies a control signal as an input signal of the relay-dedicated unit;
The on-vehicle electronic control device, wherein the control signal generation unit generates two or more control signals to be given to different units among the control signals.
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